(57)【要約】【課題】  蒸気分解によって処理対象物から得られる抽出液を従来よりも高濃度の状態で回収する。【解決手段】  処理対象物が収納された圧力容器内に蒸気を供給することにより対象物を蒸気分解する蒸気処理装置であって、蒸気が圧力容器の内壁に付着して液化した凝縮液を回収する凝縮液回収手段と、蒸気分解によって得られる処理対象物の抽出液を回収する抽出液回収手段とを具備する。【選択図】      図１
2005230726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物が収納された圧力容器内に蒸気を供給することにより対象物を蒸気分解する蒸気処理装置であって、
蒸気が前記圧力容器の内壁に付着して液化した凝縮液を回収する凝縮液回収手段と、
蒸気分解によって得られる処理対象物の抽出液を回収する抽出液回収手段と
を具備することを特徴とする蒸気処理装置。
【請求項２】
抽出液回収手段は、
処理対象物を収容した状態で圧力容器内に収納される網状あるいは一部穴のあいた内容器と、
該内容器の下方に設けられ、当該内容器から排出された抽出液を受ける抽出液受け皿とから成ることを特徴とする請求項１記載の蒸気処理装置。
【請求項３】
一端が抽出液受け皿に開口し、他端が圧力容器の外部に開口する抽出液排出管と、
該抽出液排出管に設けられたスチームトラップと
をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の蒸気処理装置。
【請求項４】
抽出液回収手段は、処理対象物を収容した状態で圧力容器内に収納され、底部近傍が抽出液を貯留する構造を有する内容器であることを特徴とする請求項１記載の蒸気処理装置。
【請求項５】
一端が内容器の底部に開口し、他端が圧力容器の外部に開口する抽出液排出管と、
該抽出液排出管に設けられたスチームトラップとをさらに備え、
内容器の底部に開口が形成されることを特徴とする請求項４記載の蒸気処理装置。
【請求項６】
凝縮液回収手段は、
一端が圧力容器内の底部に開口し、他端が外部に開口する凝縮液排出管と、
該凝縮液排出管に設けられたスチームトラップと
から成ることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の蒸気処理装置。
【請求項７】
凝縮液回収手段は、圧力容器の内壁上部から垂れ落ちる凝縮液が抽出液に混入することを防止する屋根をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の蒸気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００２−１１３４４４号公報には、食品廃棄物、農業・畜産廃棄物あるいは漁業廃棄物等の有機系廃棄物（処理対象物）を蒸気分解する技術が開示されている。この従来技術は、ボイラで発生した水蒸気を反応器に供給することにより当該反応器内の有機系廃棄物を蒸気分解するものであり、当該蒸気分解によって生成された分解物中の液体成分から液体肥料を製造する一方、分解物中の固形成分から肥料や固形燃料を製造するものである。このような従来技術では、有機系廃棄物の蒸気分解と同時に減菌処理及び雑草等の種子の不稔化処理が行われるので、上記各肥料や固形燃料に別途減菌処理及び不稔化処理を行う必要がなく各肥料や固形燃料を低コストで製造することができる。
【特許文献１】特開２００２−１１３４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術では、分解物中の液体成分から液体肥料を製造するが、液体成分は、蒸気分解によって有機系廃棄物から抽出された抽出液に水蒸気の凝縮液（つまり水）が多量に含まれたものである。すなわち、従来の蒸気分解によって得られる液体成分における抽出液は、多量の水によって希釈されている。したがって、多量の水が含まれる分、反応器から回収された液体成分（回収液）の容量が大きくなるために回収液の保管に場所を要するという問題点がある。また、回収液の水分を減らすには、加熱するなどエネルギーが必要となる。さらに、回収液を再利用することなく廃棄する場合には、回収液中に含まれる懸濁物を除去する必要があるので、懸濁物の除去にコストが掛かるという問題点もある。
【０００４】
本発明は、蒸気分解によって処理対象物から得られる抽出液を従来よりも高濃度の状態で回収することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、処理対象物が収納された圧力容器内に蒸気を供給することにより対象物を蒸気分解する蒸気処理装置であって、蒸気が圧力容器の内壁に付着して液化した凝縮液を回収する凝縮液回収手段と、蒸気分解によって得られる処理対象物の抽出液を回収する抽出液回収手段とを具備する、という解決手段を採用する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、蒸気が圧力容器の内壁に付着して液化した凝縮液を分離した状態で処理対象物の抽出液を回収するので、従来よりも抽出液の濃度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態（有機系廃棄物処理装置）について説明する。本有機系廃棄物処理装置は、以下に説明するように刈り草や剪定枝等の有機系廃棄物を処理対象物として蒸気分解する装置である。
【０００８】
図１は、本有機系廃棄物処理装置の概略構成図である。当該構成図において、符号1は圧力容器、２は蒸気ボイラ、３は給気管、４は給気弁、５は凝縮液排出管、６は抽出液排出管、７及び８はスチームトラップ、９は排気管、１０は安全管、１１は排気弁、１２は安全弁、１３は温度計、１４は圧力計、Ｄは内容器、Ｘは有機系廃棄物である。これら各構成要素のうち、凝縮液排出管５及びスチームトラップ７は本実施形態における凝縮液回収手段を構成している。
【０００９】
圧力容器１は、容器本体１ａ、開閉扉１ｂ、脚１ｃ及び抽出液受け皿１ｄ等から構成されている。容器本体１ａは、略円筒形であり、周面上に一対設けられた脚１ｃによって横向き状態で支持されている。このような容器本体１ａの一端には、内容器Ｄを出し入れするための開閉扉１ｂが設けられている。また、容器本体１ａ内の底部には抽出液受け皿１ｄが設けられており、当該抽出液受け皿１ｄの上方には内容器Ｄが位置するようになっている。
【００１０】
図２は、圧力容器１の内部を開閉扉１ｂ側から見た概要図である。この図に示すように、抽出液受け皿１ｄは、圧力容器１の底部に設けられ、逆台形状に形状設定されている。この抽出液受け皿１ｄは、蒸気分解によって内容器Ｄから垂れ落ちる有機系廃棄物Ｘの抽出液を受けるためのものである。内容器Ｄは、上面が開口するとともに、当該上面を除く各面（底面を含む）に一部あるいは全体に金網あるいは穴が設けられた略長方形状であり、底面の四隅には移動が容易となるようにキャスターが設けられている。
【００１１】
この内容器Ｄは、有機系廃棄物Ｘが収容された状態で、図示するように抽出液受け皿１ｄの上方に位置するように圧力容器1内に収納されている。なお、この内容器Ｄ、上記抽出液受け皿１ｄ、抽出液排出管６及びスチームトラップ８は、本実施形態における抽出液回収手段を構成している。
【００１２】
蒸気ボイラ２は、給気管３及び給気弁４を介して上記圧力容器１（より正確には容器本体１ａ）に接続されており、水蒸気を発生させる。給気管３は、途中部位に給気弁４が設けられており、当該給気弁４を介して蒸気ボイラ２の水蒸気を圧力容器１に供給する。給気弁４は、図示しない制御装置によって開口度が制御される制御弁である。
【００１３】
凝縮液排出管５は、一端が圧力容器１内の底部に開口し、他端が圧力容器１の外部に開口すると共に、途中部位にスチームトラップ７が設けられている。抽出液排出管６は、一端が抽出液受け皿１ｄに開口し、他端が圧力容器１の外部に開口すると共に、途中部位にスチームトラップ８が設けられている。各スチームトラップ７及び８は、圧力容器１の内圧が所定圧力を越えると開放状態となる。排気管９は、一端が圧力容器１内の上部に開口し、他端が圧力容器１の外部に開口すると共に、途中部位に排気弁１１が設けられている。排気弁１１は、図示しない制御装置によって開閉が制御される制御弁である。
【００１４】
安全管１０は、一端が圧力容器１内の上部に開口し、他端が圧力容器１の外部に開口すると共に、途中部位に安全弁１２が設けられている。温度計１３は、圧力容器１の内部温度を計測して上記制御装置に出力し、圧力計１４は、圧力容器１の内圧を計測して上記制御装置に出力する。給気弁２は、水蒸気の処理容器１への供給を制御する制御弁であり、自らの開閉状態を変更することにより処理容器１内の温度及び圧力が所定値となるように、つまり処理容器１内における蒸気分解の処理条件を設定する。
【００１５】
なお、図１の構成図では、本有機系廃棄物処理装置の制御構成については省略している。本有機系廃棄物処理装置には上述した制御装置が付随しており、この制御装置は、温度計１３及び圧力計１４の各測定値に基づいて圧力容器１内における蒸気分解の処理条件所定条件となるように給気弁４を制御する一方、排気弁１１の開閉をも制御する。
【００１６】
次に、このように構成された本有機系廃棄物処理装置の動作について説明する。
本有機系廃棄物処理装置で有機系廃棄物Ｘを蒸気分解する場合の前処理として、有機系廃棄物Ｘはウッドチッパ等によって予め細かく裁断される。この結果細かい状態となった有機系廃棄物Ｘは内容器Ｄに収容された状態で圧力容器１内に収納される。なお、有機系廃棄物Ｘは、例えば刈り草や剪定枝の他に木材、藁あるいは籾殻であっても良い。
【００１７】
このようにして有機系廃棄物Ｘが圧力容器１内に収納された状態で、スチームトラップ７，８、排気弁１１及び安全弁１２は閉状態であり、また給気弁４が開状態とされることによって水蒸気が蒸気ボイラ２から圧力容器１内に供給され、水蒸気による有機系廃棄物Ｘの蒸気分解処理が開始される。
【００１８】
制御装置は、蒸気分解処理を開始してから所定時間（処理時間）が経過して蒸気分解処理が終了するまでの間、圧力容器１内の処理条件、つまり圧力容器１の内部温度及び内圧が所定値を維持するように、温度計１３及び圧力計１４の各計測値に基づいて給気弁４の開口度を制御する。なお、蒸気内部温度は、刈り草を分解処理する場合は１７０〜１８０°Ｃ、また木材、藁あるいは籾殻を分解処理する場合は１８０〜２１０°Ｃである。
【００１９】
ここで、上記蒸気分解処理の継続中においては、圧力容器１内は水蒸気が充満した状態であり、この水蒸気の一部は圧力容器１の内壁に付着して冷却され、凝縮水として液化する。そして、この凝縮水は、図２に示すように圧力容器１の内壁を伝わって圧力容器１の底部に徐々に集まるが、圧力容器１の内圧がスチームトラップ７の限界圧を越えると、当該スチームトラップ７が閉状態から開状態になるために凝縮液排出管５を介して外部に排出される。
【００２０】
一方、上記蒸気分解処理が進行すると、有機系廃棄物Ｘから抽出液が抽出されるが、この抽出液は、網状になっている内容器Ｄの底部を通過して抽出液受け皿１ｄに徐々に溜まる。そして、この抽出液も、圧力容器１の内圧がスチームトラップ８の限界圧を越えると、当該スチームトラップ８が閉状態から開状態になるために抽出液排出管６を介して外部に排出される。
【００２１】
すなわち、本有機系廃棄物処理装置では、蒸気分解処理が進行する中、凝縮水は抽出液とは別に圧力容器１の底部に集水されて凝縮液排出管５を介して徐々に外部に回収される一方、抽出液は、このような凝縮水とは別に抽出液受け皿１ｄに集水されて抽出液排出管６を介して徐々に外部に回収される。したがって、抽出液は凝縮水が殆ど混入しない状態で回収されるので極めて濃度が高い。
【００２２】
なお、上記スチームトラップ７，８に代えて一般的な開閉弁を用いることにより蒸気分解処理が終了した時点で各開閉弁を開放することにより凝縮水及び抽出液を圧力容器１から個別に排水するようにしても良い。また、凝縮液排出管５及び抽出液排出管６を設けることなく、蒸気分解処理が終了した時点で開閉扉１ｂを開放して圧力容器１の底部に溜まった凝縮水を廃棄し、一方、抽出液については、抽出液受け皿１ｄを圧力容器１に対して着脱自在にすることにより、抽出液受け皿１ｄを圧力容器１から取り出すことによって回収しても良い。
【００２３】
ところで、処理時間が経過して有機系廃棄物Ｘの蒸気分解処理が終了すると、給気弁４が閉状態かつ排気弁１１が開状態とされることにより、圧力容器１の気体成分（排ガス）は排気弁１１を介して大気に放出され。そして、内容器Ｄ内に残った固形分解物は開閉扉１ｂを開放することによって内容器Ｄごと外部に搬出される。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、抽出液受け皿１ｄ、抽出液排出管６、スチームトラップ８及び内容器Ｄによって抽出液回収手段を構成したが、抽出液回収手段の構成はこれに限定されるものではない。
【００２５】
図３は、抽出液回収手段の変形例を示す平面図である。上記内容器Ｄは、底面に金網を設けることによって抽出液が当該底面を通過して下方の抽出液受け皿１ｄに溜まるように構成されているが、本変形例における内容器Ｄaは、底部近傍に抽出液を受ける受け皿部ｄ1が形成されている。この内容器Ｄaは、上記実施形態の抽出液受け皿１と内容器Ｄとを一体化させた構造を有する。
【００２６】
また、上記受け皿部ｄ1は、図示するように下部中央が頂部となるように形状設定されており、当該頂部に排水口ｄ2（開口）が形成される一方、抽出液排出管６は、一端が上記排水口ｄ2の直下に位置するように一設定されている。
【００２７】
すなわち、このように構成された抽出液回収手段では、蒸気分解処理によって有機系廃棄物Ｘから抽出された抽出液は、内容器Ｄaの底部に設けられた受け皿部ｄ1によって集水され、該受け皿部ｄ1の排水口ｄ2から抽出液排出管６の一端に順次流れ込みスチームトラップ８を経由して外部に排出される。
【００２８】
なお、このような抽出液回収手段の変形例において、排水口ｄ2を削除することによって受け皿部ｄ1で抽出液を貯留するようにしても良い。この場合、蒸気分解処理が終了した時点で、受け皿部ｄ1に貯留された抽出液を内容器Ｄaと一緒に圧力容器１の外部に取り出すことになるので、抽出液排出管６及びスチームトラップ８は不要となる。
【００２９】
（２）また、図２及び図３に示す構成では、圧力容器１の内壁上部に付着して生成された凝縮水の一部が、内壁を伝わって圧力容器１の下部に溜まるのではなく、内壁上部から下方の抽出液受け皿１ｄ内あるいは内容器Ｄaの受け皿部ｄ1内に滴下することが考えられる。このような点を考慮すると、凝縮液回収手段の変形例として、圧力容器１の内壁上部から垂れ落ちる凝縮液が抽出液に混入すること、つまり抽出液受け皿１ｄ内あるいは内容器Ｄaの受け皿部ｄ1内に滴下することを防止する屋根を圧力容器１の内壁上部と内容器Ｄ，Ｄaとの間に追加することが考えられる。この屋根は、圧力容器１内に固定されるもの、あるいは内容器Ｄ，Ｄaに固定されるものの何れであっても良い。
【００３０】
（３）上記各内容器Ｄ，Ｄaの形状については、上記実施形態及び抽出液回収手段の変形例の形状に限定されるものではなく、他の形状であっても良い。開閉扉１ｂ側から見た断面形状が半円形あるいは逆三角形等々であっても良い。（４）また、圧力容器１の形状も略円筒形に限定されるものではない。また、抽出液受け皿１ｄの形状も図２に示したような逆台形状に限定されることなく、例えば半円形あるいは逆三角形であっても良い。
（５）本発明は、処理対象物の抽出液を圧力容器１の内壁に付着することによって液化した凝縮液から分離した状態で回収することを趣旨とするものである。したがって、抽出液回収手段及び凝縮液回収手段の具体的な構成は、上述した構成に限定されることなく、さらに種々の変形が考えられる。
【００３１】
（６）上記実施形態は有機系廃棄物Ｘを処理対象物とするものであるが、処理対象物は有機系廃棄物Ｘに限定されるものではない。
（７）凝縮液は凝縮液排出管５から高温状態で圧力容器１の外部に排出されるので、凝縮液排出管５を蒸気ボイラ２の給水管に接続することにより凝縮液を蒸気ボイラ２への供給水の一部として再利用することが考えられる。
【００３２】
（８）上記蒸気ボイラ２の給水管と凝縮液排出管５との管に熱交換器を設けることにより凝縮液を用いて蒸気ボイラ２への供給水を予熱するようにしても良い。
（９）さらに、凝縮液排出管５の先端部に凝縮液を下水や公共水域に排水するための配管を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係わる有機系廃棄物処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における圧力容器１の内部を開閉扉１ｂ側から見た概要図である。
【図３】本発明の一実施形態において抽出液回収手段の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…圧力容器、２…蒸気ボイラ、３…給気管、４…給気弁、５…凝縮液排出管、６…抽出液排出管、７，８…スチームトラップ、９…排気管、１０…安全管、１１…排気弁、１２…安全弁、１３…温度計、１４…圧力計、Ｄ…内容器、Ｘ…有機系廃棄物
【図１】
2005230726.tif 000003
【図２】
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【図３】
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